制备C2-10链烷二醇的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备C2-10链烷二醇的方法，主要解决现有技术存在催化剂稳定性差、活性组分易流失的问题。本发明专利技术所采用的催化剂为负载型季鏻催化剂，具有如下的平均结构式(1)：可用于碳酸亚C2-10链烷基酯水解制备C2-10链烷二醇的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】
制备C2-10链烷二醇的方法
本专利技术涉及一种制备C2-10链烷二醇的方法。
技术介绍
酯类的水解是一种重要的化学反应，广泛地应用于石化生产的各个领域，其中环状碳酸酯，如碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯等的水解更是具有非常重要的基础地位。碳酸亚乙酯的水解是由环氧乙烷(EO)催化水合两步法生产乙二醇(EG)的重要步骤。乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用来生产聚酯纤维、防冻剂、不饱和聚酯树脂、非离子表面活性剂、乙醇胺以及炸药等。乙二醇的生产技术主要分为石化路线和非石化路线。在石化路线中有环氧乙烷直接水合法和环氧乙烷催化水合法，直接水合法需要较高的水比(大于20)才能保证有较高的乙二醇得率，而提纯乙二醇的过程中耗能较高。环氧乙烷催化水合法又包括直接催化水合法和碳酸亚乙酯路线。直接催化水合法水比相对较低(约5左右)，但是仍需要蒸发除去大量的水，而碳酸亚乙酯路线则首先利用乙烯氧化制环氧乙烷时排放的CO2为原料，与环氧乙烷在催化剂的作用下生成碳酸亚乙酯，然后以碳酸亚乙酯为中间产物催化水解生成乙二醇，该过程水比接近化学计量比1，是今后环氧乙烷制乙二醇的工业化方向。目前已用于环状碳酸酯水解的催化剂主要有：碱(土)金属碳酸(氢)盐(US4524224，1985)、Mo和W的化合物(JP822106631，1982；WO2009071651，2009)、季铵盐、季鏻盐和离子交换树脂(EP0133763，1989；US6080897，2000；US20090156867，2009)等。但这些催化体系或多或少存在催化剂分离困难、活性低、稳定性不高等问题。强碱型离子交换树脂用于环状碳酸酯水解时，活性和选择性都较好，但是由于其耐温和耐溶胀性能差，在催化反应过程中活性下降较快(YuFP,CaiH,HeWJ,etal.J.Appl.Polym.Sci.,2010,115:2946～2954)，这是导致该催化剂未能工业化的主要原因。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术存在催化剂稳定性差、活性组分易流失的问题，提供一种新的制备C2-10链烷二醇的方法。该方法具有活性和选择性高，活性组分不易流失且极易分离的特点。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种制备C2-10链烷二醇的方法，以碳酸亚C2-10链烷基酯和水为原料，在反应温度为60～180℃，水和碳酸亚C2-10链烷基酯的摩尔比为1～10，催化剂与碳酸亚C2-10链烷基酯的重量比为0.005～1的条件下，原料与催化剂接触生成C2-10链烷二醇；所述催化剂为负载型季鏻催化剂，具有如下的平均结构式(1)：其中，X为卤素；R1、R2和R3相同或不同，各自独立地选自任选取代的C1-20直链或支链烷基、任选取代的C2-20直链或支链烯基、任选取代的C2-20直链或支链炔基、任选取代的C3-20环烷基或者任选取代的C6-20芳基；L为二价连接基团，选自任选取代的C1-20直链或支链亚烷基、任选取代的C2-20直链或支链亚烯基或者任选取代的C2-20直链或支链亚炔基；其中所述亚烷基、所述亚烯基或所述亚炔基任选被一个或多个选自-O-、-S-、-NRa-和亚苯基的插入基团插入；所述Ra为C1-4烷基；为载体，选自磁性纳米Fe3O4粒子，其平均粒径为3～20纳米；_代表共价键；.代表离子键；n为平均值，其使得部分与部分的重量比达到(1～25):(75～99)。上述技术方案中，优选地，X为氯、溴或碘。更优选地，X为溴或碘。上述技术方案中，优选地，R1、R2和R3各自独立地选自C2-10直链或支链烷基、被1个或多个苯基或C3-20环烷基取代的C2-10直链或支链烷基、C2-10直链或支链烯基、被1个或多个苯基或C3-20环烷基取代的C2-10直链或支链烯基、C3-20环烷基、被1个或多个C1-6直链或支链烷基或C2-6直链或支链烯基取代的C3-20环烷基、C6-20芳基或者被1个或多个C1-6直链或支链烷基或C2-6直链或支链烯基取代的C6-20芳基。上述技术方案中，优选地，L选自C1-20直链或支链亚烷基。更优选地，L选自C2-8直链亚烷基。上述技术方案中，优选地，部分与部分的重量比达到(1～20):(80～99)。上述技术方案中，优选地，所述磁性纳米Fe3O4粒子的平均粒径为3～15纳米。更优选地，所述磁性纳米Fe3O4粒子的平均粒径为5～12纳米。上述技术方案中，优选地，所述碳酸亚C2-10链烷基酯为碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯。上述技术方案中，优选地，所述C2-10链烷二醇为乙二醇或丙二醇。上述技术方案中，优选地，反应温度为80～160℃，水和碳酸亚C2-10链烷基酯的摩尔比为1～8，催化剂与碳酸亚C2-10链烷基酯的重量比为0.01～0.5。在本说明书的上下文中，表述“任选取代的”指的是任选被一个或多个(比如1-5个、1-4个、1-3个、1-2个或者1个)选自卤素、C1-6直链或支链烷基、C1-6直链或支链卤代烷基、C2-6直链或支链烯基、C2-6直链或支链炔基、C1-6直链或支链烷氧基、C3-20环烷基、C3-20环烷基C1-6直链或支链烷基、C3-20环烷基C1-6直链或支链烷氧基、C6-20芳基、C6-20芳基C1-6直链或支链烷基和C6-20芳基C1-6直链或支链烷氧基的取代基取代。其中，作为所述取代基，更优选卤素、C1-6直链或支链烷基、C3-20环烷基、C3-20环烷基C1-6直链或支链烷基、C6-20芳基和C6-20芳基C1-6直链或支链烷基，更优选C3-20环烷基和C6-20芳基。在本说明书的上下文中，术语“C3-20环烷基”指的是具有3-20个环上碳原子的单环、双环或多环环烷基，比如可以举出环丙基、环己基和环戊基等单环环烷基，以及双环戊基、十氢化萘基、金刚烷基、螺[2.4]庚烷基、螺[4.5]癸烷基、二环[3.2.1]辛烷基、三环[2.2.1.02,6]辛烷基和降冰片烷基等螺环、桥环或稠环式双环或多环环烷基。其中，作为所述C3-20环烷基，更优选C5-10单环环烷基。在本说明书的上下文中，术语“C6-20芳基”指的是具有6-20个环上碳原子的芳香族烃基，比如可以举出苯基、联苯基和三联苯基等两个或多个(比如2-6个、2-5个、2-4个或者2-3个)苯环以单键直接相连而成的基团、以及萘基、蒽基、菲基等两个或多个(比如2-6个、2-5个、2-4个或者2-3个)苯环稠合而成的基团。其中，作为所述C6-20芳基，更优选苯基、联苯基和萘基，更优选苯基。在本说明书的上下文中，术语“转化率”指的是单程转化率，即反应原料(比如碳酸亚乙酯)与催化剂完成一次接触后实现的转化率。同理，在本说明书的上下文中，术语“选择性”指的是单程选择性。最后，在没有明确指明的情况下，本说明书内所提到的所有百分数、份数、比率等都是以重量为基准的，除非以重量为基准时不符合本领域技术人员的常规认识。具体而言，本专利技术涉及一种制备C2-10链烷二醇的方法，以碳酸亚C2-10链烷基酯和水为原料，在反应温度为60～180℃，水和碳酸亚C2-10链烷基酯的摩尔比为1～10，催化剂与碳酸亚C2-10链烷基酯的重量比为0.005～1的条件下，原料与催化剂接触生成C2-10链烷二醇；所述催化剂为负载型季鏻催化剂，具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备C2‑10链烷二醇的方法，以碳酸亚C2‑10链烷基酯和水为原料，在反应温度为60～180℃，水和碳酸亚C2‑10链烷基酯的摩尔比为1～10，催化剂与碳酸亚C2‑10链烷基酯的重量比为0.005～1的条件下，原料与催化剂接触生成C2‑10链烷二醇；所述催化剂为负载型季鏻催化剂，具有如下的平均结构式(1)：其中，X为卤素；R1、R2和R3相同或不同，各自独立地选自任选取代的C1‑20直链或支链烷基、任选取代的C2‑20直链或支链烯基、任选取代的C2‑20直链或支链炔基、任选取代的C3‑20环烷基或者任选取代的C6‑20芳基；L为二价连接基团，选自任选取代的C1‑20直链或支链亚烷基、任选取代的C2‑20直链或支链亚烯基或者任选取代的C2‑20直链或支链亚炔基；其中所述亚烷基、所述亚烯基或所述亚炔基任选被一个或多个选自‑O‑、‑S‑、‑NRa‑和亚苯基的插入基团插入；所述Ra为C1‑4烷基；为载体，选自磁性纳米Fe3O4粒子，其平均粒径为3～20___代表共价键；·代表离子键；n为平均值，其使得部分与部分的重量比达到(1～25):(75～99)。

【技术特征摘要】
1.一种制备C2-10链烷二醇的方法，以碳酸亚C2-10链烷基酯和水为原料，在反应温度为60～180℃，水和碳酸亚C2-10链烷基酯的摩尔比为1～10，催化剂与碳酸亚C2-10链烷基酯的重量比为0.005～1的条件下，原料与催化剂接触生成C2-10链烷二醇；所述催化剂为负载型季鏻催化剂，具有如下的平均结构式(1)：其中，X为卤素；R1、R2和R3相同或不同，各自独立地选自任选取代的C1-20直链或支链烷基、任选取代的C2-20直链或支链烯基、任选取代的C2-20直链或支链炔基、任选取代的C3-20环烷基或者任选取代的C6-20芳基；L为二价连接基团，选自任选取代的C1-20直链或支链亚烷基、任选取代的C2-20直链或支链亚烯基或者任选取代的C2-20直链或支链亚炔基；其中所述亚烷基、所述亚烯基或所述亚炔基任选被一个或多个选自-O-、-S-、-NRa-和亚苯基的插入基团插入；所述Ra为C1-4烷基；为载体，选自磁性纳米Fe3O4粒子，其平均粒径为3～20___代表共价键；·代表离子键；n为平均值，其使得部分与部分的重量比达到(1～25):(75～99)。2.根据权利要求1所述制备C2-10链烷二醇的方法，其特征在于X为氯、溴或碘。3.根据权利要求2所述制备C2-10链烷二醇的方法，其特征在于X为溴或碘。4.根据权利要求1所述制备C2-10链烷二醇的方法，其特征在于R1、R2和R3各自独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梁锋，何文军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11